Tổ chức và cơ giới hoá xếp dỡ hàng quặng apatít tại cảng hải phòng

Luồng hàng hảI nối Cảng HảI Phòng với vùng biển sâu vịnh Bắc Bộ,dài trên 36 km, đI qua các trạm sông Cấm, sông Bạch Đằng với cửa NamTriệu với chiều rộng trung bình khoảng 100m, độ sâu củ

lời mở đầu

Biển toàn thế giới chiếm khoảng 71% toàn bộ bề mặt bao phủ trái đất

Từ hàng nghìn năm nay, xã hội loài ngời đã tiền hành nhiều hoạt động kinh

tế biển dới nhiều lĩnh vực khác nhau nhng có thể chia thành 6 chuyên ngànhchính là: kinh tế cảng, kinh tế đóng tàu, kinh tế khai thác dầu khí và khoángsản biển, đánh bắt hải sản, du lịch biển và cuối cùng là lấn biển Trong 6ngành trên thì kinh tế cảng là chủ đạo, nó chi phối 5 ngành còn lại

Nếu dựa theo các ngành kinh tế biển thì hệ thống cảng biển toàn thếgiới đợc phân thành nhiều loại, trong đó có cảng thơng mại Cảng thơng mại

có một vai trò vô cùng to lớn không những cho riêng kinh tế biển mà chochung xã hội loài ngời

Ta có thể tóm tắt vai trò của cảng biển, cảng sông trong sự phát triểnkinh tế xã hội nh sau: đối với vận tải, cảng biển là trung tâm thơng mại quốc

tế (xuất nhập khẩu), trung tâm của mạng lới phân phối nội địa, và trung tâmvận chuyển hành khách trên biển Đối với công nghiệp, cảng biển là bộ mặtcủa các hoạt động hạt nhân công nghiệp, là cơ sở sản xuất, cung cấp năng l-ợng và cơ sở kho - bãi chứa, cơ sở cung cấp vật liệu xây dựng và cơ sở cungcấp thực phẩm và hàng chế biến Đối với sự sống hàng ngày và bộ mặt cho

sự phát triển mới, cảng biển cũng có vai trò vô cùng quan trọng

Nớc ta có 329.000 km2 diện tích đất liền, có vùng lãnh hải và vùng đặcquyền kinh tế ở biển Đông với diện tích hơn 1 triệu km2 Mặc dù biển và đạidơng chiếm 3/4 diện tích bề mặt trái đất, song trên thế giới không phải bất cứquốc gia nào cũng có biên giới là biển Do đó chỉ riêng việc Việt Nam là đấtnớc có biển đã là sự u dãi đặc biệt của thiên nhiên đối với nớc ta Hơn nữahải phận Việt Nam nằm sát các tuyến hàng hải quốc tế nối liền Thái Bình D-

ơng với ấn Độ Dơng; châu á với châu úc và Trung Đông

Chơng I: Phân tích số liệu ban đầu

chơng II: cân đối khả năng thông qua của các khâu chơng III: cân đối nhân lực trong các khâu xếp dỡ chơng iv: tính toán và lựa chọn phơng án có lợi

khi lợng thông tin ổn định

Chơng I Phân tích số liệu ban đầu

I: Điều kiện tự nhiên của cảng

1 Vị trí địa lí của cảng Hải Phòng

Cảng Hải Phòng là cảng biển có quy mô lớn nhất miền Bắc Việt nam,nằm dọc tả ngạn bờ sông Cấm, là một nhánh của sông Thái Bình cách cửabiển Nam Triệu 30 Km Cảng hải phòng có toạ độ địa lí 200 51p vĩ độ Bắc và

1060 kinh Đông tiếp xúc với biển Đông qua cửa biển Nam Triệu

Cảng Hải Phòng nằm trên đầu mối giao thông nối liền các khu vựckinh tế, các trung tâm công nghiệp của cả nớc và các trung tâm công nghiệpcủa Trung Quốc Cảng có đờng giao thông lối liền với Hà Nội và các tỉnhphía Bắc Cảng có vùng biển thuận lợi với các vũng vịnh cho tầu neo đậu.Cảng có đầy đủ hệ thống giao thông, bến bãI và hệ thống đờng sắt dẫn đến

ga phân loại Điểm đón hoa tiêu của Cảng ở 20040' N-106051' E

Luồng hàng hảI nối Cảng HảI Phòng với vùng biển sâu vịnh Bắc Bộ,dài trên 36 km, đI qua các trạm sông Cấm, sông Bạch Đằng với cửa NamTriệu với chiều rộng trung bình khoảng 100m, độ sâu của luồng chỉ đạt6,7m-6,9m ảnh hởng đến việc ra vào Cảng của cac tàu có trọng tảI lớn Cảng

có thể tiếp nhận đợc tàu có trọng tảI lớn nhất là 10.000 DWT tại cầu tàu và40.000 DWT tại khu chuyển tảI

* Do đó:Cảng Hải phòng chiếm một vị trí kinh tế quan trọng , là đầumối giao thông chiến lợc, trung tâm giao lu hàng hoá lớn nhất nớc ta CảngHải phòng có nhiệm vụ bốc xếp khối lợng hàng hoá đủ chủng loại, phục vụmọi mặt và đặc biệt là các công trình quốc gia Nơi đây nối liền với tất cả cácnớc có mối liên hệ đờng biển với nớc ta Một trong những xí nghiệp thànhphần của cảng là xí nghiệp xếp dỡ Hoàng Diệu có sản lợng thông qua chiếm

từ 40 đến 50% sản lợng toàn cảng, do đó góp phần không nhỏ trong phấn

đấu thực hiện nhiệm vụ của toàn Cảng

2 Điều kiện địa chất cảng Hải phòng:

Địa chất cảng Hải phòng nằm trong khu vực trằm tích sa bồi ven sôngbiển, nền đất Cảng có độ dày từ 30 đến 35m theo cấu tạo làm nhiều lớp Lớptrằm tích rạt mịn nằm ở trên lớp bùn, đến lớp cát và trằm tích rạt khô nằm ởdới lớp cát hột và cát vừa Theo tài liệu của các chuyên gia Liên Xô cũ vềkhảo sát địa chất thi khu vực Cảng Hải Phòng có những chỉ tiêu chính sau

đây:

Tên lớp đất Độ cao ( m ) Bề dày ( m) Tính chất

Bùn sét, sét chẩy và bùn pha cát -1,46 3,95 Mùa xám

Cảng Hải phòng có chế độ Nhật chiều thuần khiết chỉ có 12 ngàytrong năm là có chế độ bán nhật chiều.

Từ tháng 10 năm trớc tới tháng 3 năm sau nớc lên vào ban đêm Thờigian thuỷ triều lên và rút là 3R Mực nớc triều cao nhất là 4,0m, đặc biệt cao4,23m Mực nớc triều thấp nhất là 0,48m đặc biệt thấp nhất là 0,23m Với

điều kiện thuỷ triều nh vậy sẽ ảnh hởng đến tầm với của các thiết bị xếp dỡ

và ảnh hởng đến việc tàu bè ra vào Cảng, từ đó ảnh hởng đến năng suất xếp

dỡ hàng hoá Ngoài ra yếu tố về dòng chảy cũng làm ảnh hởng đến việc neo

đậu của tàu bè gây khó khăn cho công tác bố trí tàu và xếp dỡ hàng hoá

4 Điều kiện khí hậu

a./ Thời tiết:

Cảng Hải Phòng chịu ảnh hởng của thời tiết miền Bắc Việt Nam Mỗinăm có bốn mùa, lợng ma trung bình là 1800ml Những ngày ma Cảngngừng công tác xếp dỡ Thời gian chiếm từ 29 đến 30 ngày/năm

Cảng chịu ảnh hởng của hai hớng gió chính: gió Đông Nam từ tháng 5

đến tháng 10, gió Đông Bắc từ tháng 10 – 4 năm sau Khi có gió lớn côngtác xếp dỡ gặp nhiều khó khăn đặc biệt đối với hàng rời Gió từ cấp 6 trở lên,

sự làm việc của các xí nghiệp xếp dỡ gặp nhiều khó khăn

Cảng Hải phòng gặp nhiều ảnh hởng của gió bão, khi có bão Cảngphải ngừng làm việc Bão thờng có từ tháng 5 - tháng 8, trung bình mỗi năm

có 6 đến 9 cơn bão

Các yếu tố ma bão ảnh hởng tới thời gian khai thác của Cảng cũng nh

sự an toàn của hàng hoá và các thiết bị bảo quản tại Cảng

Hàng năm cảng có một kế hoạch chi phí cho việc phòng chống bão.Cảng thờng phải ngừng hoạt động từ 10 đến 12 ngày trong năm do ảnh hởngcủa bão

b./ Nhiệt độ và độ ẩm:

Cảng Hải Phòng nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, manhiều do đó nhiệt độ nhìn chung cao, chênh lệch từ 230 đến 270c, về mùa hè

có thể lên đến 300 đến 350c Độ ẩm của Cảng tơng đối cao bình quân từ 70

đến 80% Độ ẩm ảnh hởng lớn đến công tác bảo quản hàng hoá, dễ gây hiệntợng đổ mồ hôi vì vậy phải thờng xuyên theo dõi để có biện pháp kịp thời vàhữu hiệu để tránh tổn thất

c./ Sơng mù và lũ lụt:

Sơng mù thờng xuất hiện vào sáng sớm mùa đông, có ngày sơng mùdày đặc, làm việc không an toàn, tốc độ làm hàng chậm, kém năng suất, đặcbiệt tàu bè ra ngoài Cảng khó khăn,dễ gây tai nạn, chậm chễ giờ tàu ra vàoCảng do đó cũng gây ảnh hởng lớn đến việc khai thác ở Cảng

Cảng Hải Phòng nhìn chung không có lũ lớn nhng về mùa ma trongsông Cấm lũ tràn về gây ảnh hởng đến công trình, tàu thuyền qua lại khu vựcCảng rất khó khăn nhất là những máng làm hàng trong mạn rất khó cậpmạng sà Lan vào tàu Có khi lũ lớn gây ảnh hởng đến công tác xếp dỡ hànghoá Do ảnh hởng của lũ lụt, hàng năm Cảng phải ngừng sản xuất từ 3 đến 5ngày.

II: sơ đồ cơ giới hoá xếp dỡ

1 l u l ợng hàng hoá dến cảng

a) Tính chất, đặc điểm của quặng:

* Tính chất :

- Có dung trọng và tỉ trọng lớn

- Góc nghiêng tự nhiên lớn, có thể có hơi nớc và các chất khí nh CH4,

CO2, N2, SO2 các chất này chủ yếu dễ cháy, nổ, độc

- Có tính hút ẩm, hoá rắn, trong đó hút ẩm mạnh nhất là loại quặng cókích thớc từ 0,3 đến 0,5 mm

- Có tính dễ bay bụi và ăn mòn, gây rỉ

*Đặc điểm:

- Tỉ trọng của hàng quặng Apatit là:  =2,8

- Chiều cao cho phép của đống hàng là: [H]=3,5 m

- áp lực cho phép xuống 1m2 diện tích kho: [P]=10 T/m2

b) L u l ợng hàng hoá đến cảng:

+ Lợng hàng đến cảng trong năm

+ Lợng hàng đến cảng bình quân trong 1 ngày

+ Lợng hàng đến cảng trong ngày căng thẳng nhất

+ Lợng hàng chuyển thẳng trong năm

Các chỉ tiêu trên đợc thể hiện ở bảng sau:

Thời gian kinh doanh Tn Ngày Tcl - Ttt 332,15

Lợng hàng đến cảng trong

ngày căng thẳng nhất Qngmax

Tấn/ngày QngKdh 3131,115

Dung lợng kho (theo hàng hóa)  Eh m3 TbqQng

Việc lựa chọn sơ đồ cơ giới hoá phụ thuộc vào các yếu tố nh: lu lợng hànghoá đến cảng, chiều của luồng hàng, đặc trng của hàng hoá, điều kiện địachất, điều kiện thuỷ văn, điều kiện khí hậu, kho và vị trí xếp dỡ của kho, các

phơng tiện đến cảng

Do tính chất của hàng quặng Apatit ta có thể đa ra 3 sơ đồ cơ giới hoásau:

1. Sơ đồ 1: Cơ giới hoá cần trục kết hợp với máy xúc

Phân tích sơ đồ:

- u điểm: có thể xếp dỡ cho nhiều loại hàng khác nhau, lu lợng hàng lớn, có thể làm việc theo nhiều phơng án khác nhau

- Nhợc điểm: chi phí đầu t lớn

3. Sơ đồ 3: Cần trục kết hợp với cầu trục:

R max

- u điểm: dùng cho hàng rời, bảo quản ngoài bãi, lu lợng tơng đối lớn.

- Nhợc điểm: vốn đầu t lớn, cồng kềnh, chỉ làm việc một chiều hàng nhập

Kết luận: qua việc phân tích u nhợc điểm của từng sơ đồ nh ở trên ta chọn sơ đồ 2 là phơng án tối u.

3.Lựa chọn ph ơng tiện vận tải đến cảng:

*ph ơng tiện vận tảI thuỷ

Đặc trng kỹ thuật của tàu Vĩnh phớc

Träng lîng ®¨ng ký h÷u Ých NRT TR 3.322

Căn cứ vào tính chất của hàng, đặc điểm của hàng chọn công cụ mang

hàng là gầu ngoạm 2 má có đặc trng kỹ thuật nh sau:

§iÒu kiÖn: G n < søc n©ng cÇn trôc _ Gn < 16T tho¶ m·n

4c

4a 2

MNCN

MNTN

4b

Các bộ phận chính của công trình bến trọng lực :

1 Kết cấu phần trên:

Có nhiệm vụ nối liền các bộ phận dới nớc thành một tổng thể và tiện cho việc lắp ráp các thiết bị bên trên Kết cấu phần trên thờng làm bằng bêtông toàn khối hoặc lắp ghép Hình thức kết cấu giống nh một tờng chắn đất và đ-

ợc neo vào kết cấu phần dới Kích thớc mặt cắt ngang đợc quyết định bởi tính ổn định trợt theo mặt đỉnh kết cấu phần dới và do yêu cầu cấu tạo

2 Kết cấu phần dới (bộ phận chịu lực chính):

Nhiệm vụ: chịu tất cả các tải trọng tác động lên trên bến và truyền tải trọng từ kết cấu phần trên xuống cho lớp đệm

Thông thờng hình thức kết cấu phần dới quyết định hình thức kết cấu cơ bản của công trình Đỉnh của kết cấu phần dới tức là đáy của kết cấu phần trên thờng lấy cao hơn mực nớc trung bình từ 40 đến 50 m ở những cảng hở (không có đê chắn sóng) lấy cao hơn mực nớc trung bình từ 70 đến 100 m

3 Tầng đệm:

Có cấu tạo bằng đá hộc, khối lợng viên đá ≥ 15 kg

Vai phía trớc của tầng đệm ≥ 2 m, vai phía sau của tầng đệm ≥ 1 m, chiềudày của tầng đệm ≥ 1 m để đảm bảo thoát nớc

Nhiệm vụ:

- Phân bố tải trọng từ công trình truyền đến lên một diện tích lớn hơn đểgiảm bớt ứng suất nền, làm tăng ổn định cho công trình

- Tạo ra mặt bằng phẳng để đặt bộ phận chịu lực chính lên trên

- Thoát nớc ngầm phía sau công trình

- Liên kết chặt chẽ công trình với đất nền

4 Đất lấp phía sau tờng:

4a: Khối đá giảm tải

4b: Tầng lọc ngợc

4c: Cát san lấp mặt bằng

5 Bích neo tàu:

6 Đệm tựa tàu:

III: kho và các kích th ớc chủ yếu của kho

1 Các thông số của kho, bãi:

- Diện tích hữu ích của kho: là phần diện tích thực tế chứa hàng của kho

Eh: dung lîng kho tÝnh theo hµng ho¸ (T).

[P] = 10T/m2: ¸p lùc cho phÐp xuèng 1m2 nÒn kho

- DiÖn tÝch x©y dùng kho:

FXD=(1,31,45)Fh(m2)LÊy: FXD=1,45Fh(m2)

- ChiÒu dµi kho:

LK=(0,950,97)Lct(m)

ChiÒu dµi cÇu tµu: Lct=Lt+L (m)

ChiÒu dµi tµu Lt

Kho¶ng c¸ch dù tr÷ gi÷a 2 ®Çu tµu so víi cÇu tµu: L=1015m

LÊy: LK=0,95Lct(m)

L=10m

- ChiÒu réng kho:

n d

Q

G  (T/ngµy)

c¸c th«ng sè cña kho

¸p lùc cho phÐp xuèng 1m 2 nÒn kho [P] T/m2 10

Hệ số lu kho  _ 0,4

Lợng hàng đến cảng trong ngày

căng thẳng nhất

max ng

áp lực thực tế Ptt<[P] nên thoả mãn điều kiện ở trên

Tầm với của cần trục max là 30m, khoảng cách từ tâm cần trục tới chân đống hàng là 8m mà BK=22m, vậy chiều rộng kho vẫn nằm trong tầm với của cần trục Nh thế chỉ có kho E1

chơng II: cân đối khả năng thông qua

của các khâu

I: lợc đồ tính toán

Căn cứ vào sơ đồ lựa chọn là cần trục giao nhau và chiều rộng kho là 22 vẫn nằm trong tầm với của cần trục nên chỉ có 1 kho E1 Ta có lợc đồ sau:

GiảI thích lợc đồ: _ Khi tàu đến phơng tiện vận tảI bộ của chủ hàng là ôtô cũng đến cảng thì cần trục TT sẽ tiến hành xếp hàng từ tàu lên phơng tiện ôtôcủa chủ hàng theo quá trình 1: Tàu - ôtô TT.

_ Khi tàu đến cảng phơng tiện vận tảI bộ của chủ hàng là

ôtô không đến cảng thì cần trục TT sẽ tiến hành xếp hàng từ tàu lên mặt cầu tàu theo quá trình 2:Tàu – kho TT

_ Khi tàu không đến phơng tiện vận tảI bộ của chủ hang

đến cảng thì cần trục TT sẽ tiến hành xếp hàng từ mặt cầu tàu lên ôtô theo quá trình 3: kho TT - ôtô TT

Trong lợc đồ chỉ có 1 loại thiết bị xếp dỡ là cần trục tuyến tiền

II: tính toán năng suất của các thiết bị trên sơ đồ

Trên sơ đồ trong bài tính toán chỉ có thiết bị tuyến tiền, do đó ta có:

1: Năng suất giờ của thiết bị tuyến tiền:

3600

hi hi CKiG

P T (T/máy – giờ)

Ghi: trọng lợng 1 lần nâng của thiết bị tuyến tiền làm việc ở quá trình i(T)

Tcki: thời gian chu kì của thiết bị tuyến tiền làm việc ở quá trình i(giờ)

Vì sử dụng công cụ mang hàng là gầu ngoạm nên ta có công thức tính thành phần thời gian chu kì nh sau:

TCK = (tđg+txh+tn+tq+th+tdh+tn’+tq’+th’)Kfh(s)

tđg, txh,tdh: thời gian đặt gầu, xúc hàng và dỡ hàng (s)

tn, tq,th: thời gian nâng, quay, hạ có hàng (s)

tn’, tq’,th’: thời gian nâng, quay, hạ không hàng (s)

Kfh=0,7 0,9: hệ số phối hợp các thao tác

tn = th =

n n

n

V k

h

V k

MNTB =

2

MNTN MNCN 

d: khoảng cách từ mặt đất đến sàn ôtô (m)h: chiều cao của ôtô (m)

*Quá trình 2: Tàu – kho TT

d h

Tca: là thời gian trong 1 ca

Tng: là thời gian ngừng việc trong 1 ca nó bao gồm thời gian chuẩn kết, thời gian phục vụ, thời gian nhu cầu, thời gian nghỉ giữa ca nếu có:

Tng= Tck + Tpv + Tnc + Tngc

3: Năng suất ngày của thiết bị tuyến tiền

Pni = Pcai * Nca (T/M-ngày)

Nca: số ca làm việc trong 1 ngày

Kết quả tính toán đợc thể hiện ở bảng sau:

Q Q

Q







Trong đó: Q2: khối lợng hàng xếp dỡ theo quá trình 2

Q1: khối lợng hàng xếp dỡ theo quá trình 1

_ Hệ số chuyển từ kho TT sang xe TT hoặc ngợc lại do thiết bịTT đảm nhiệm

E : là tổng dung lợng của kho

2 Khả năng thông qua của một thiết bị tuyến tiền:

Q

4 Sè lîng thiÕt bÞ tuyÕn tiÒn tèi thiÓu vµ tèi ®a bè trÝ trªn 1 cÇu tµu:

Sè lîng thiÕt bÞ tèi thiÓu:

TT

M

P

P T

2 1

1 max

1

b R

a L n

a1: kho¶ng c¸ch an toµn ë 2 ®Çu tµu khi thiÕt bÞ lµm viÖc, a1=11,5m

Rmin: tÇm víi tèi thiÓu cña thiÕt bÞ

b: kho¶ng c¸ch an toµn khi 2 thiÕt bÞ lµm viÖc ngîc chiÒu nhau

TT y

Q

n K

7 Khả năng thông qua của tuyến tiền phơng:

TTn n K K P

Kct=1: hệ số sử dụng cầu tàu vì trong lợc đồ có quá trình 3

8 Kiểm tra số giờ và số ca làm việc thực tế của thiết bị TT.

* Số giờ làm việc thực tế của thiết bị tuyến tiền trong năm:

1

t n

Trong đó: Kt=1: hệ số ngừng việc do nguyên nhân tác nghiệp

Ph1, Ph2, Ph3: năng suất giờ của thiết bị theo quá trình1, 2, 3

TSC=14 ngày: thời gian sửa chữa thiết bị trong năm

* Số ca làm việc thực tế của thiết bị tuyến tiền trong ngày:

1

1

max ca ng

Các điều kiện : đều thoả mãn.

Do chỉ có kho E1 nên:  Ett  E L B P1 K K  (T)

2 Biện luận chọn dung lợng kho:

Cơ sở để lựa chọn dung lợng kho:

- Nếu chọn dung lợng kho theo lu lợng hàng hoá, tức là: EK = Eh thì sẽ

có thể dẫn đến hiện tợng ùn tắc hàng tức thời trong kho trong những ngàyhàng hoá đến cảng lớn nhất Điều này có thể đợc khắc phục bằng cách lậpkho tạm thời, nếu không thiết bị xếp dỡ phải ngừng việc

- Nếu chọn dung lợng kho theo khả năng thông qua của cầu tàu, tức là

EK = Ect thì dễ dẫn đến lãng phí kho do thừa quá nhiều dung tích rỗng củakho trong những ngày hàng hoá đến cảng không nhiều

Xuất phát từ những lập luận trên ta cần chọn dung lợng kho để đa vàotính toán trong giới hạn sau đây: Eh  EK  Ect

Và có thể hạn chế về mặt bằng nên dung lợng kho cũng cần thoả mãn

điều kiện sau: EK  Ett

3 Khả năng thông qua của kho: